Question

在探究凸透鏡成像規(guī)律時，小捷用了9個紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色的板上代替蠟燭作光源，實驗裝置如圖所示：
（1）為了確定凸透鏡的焦距，小捷將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個

亮點(diǎn)

（填“亮點(diǎn)”或“亮環(huán)”）為止，測得它與凸透鏡中心的距離為10cm，確定出焦距f=

10cm

（填“5cm”或“10cm”）．
（2）凸透鏡固定在光具座35cm刻度線上，小明將光源移至20cm刻度線時，在光屏上出現(xiàn)倒立、放大的

實

（選填“實”或“虛”）像；如果小明將光源移至29cm刻度時，他通過凸透鏡看到光源的

正立

（選填“倒立”或“正立”）、放大的虛像．
（3）同學(xué)們對小明使用的實驗裝置進(jìn)行如下評價，其中錯誤的是

C

．
A．與燭焰相比，實驗使用的光源不會晃動，光屏上所成的像比較穩(wěn)定
B．光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小
C．使用這種光源時，光源中心與凸透鏡中心、光屏中心不需要調(diào)在同一高度
（4）小明將二極管換成發(fā)紫色光的二極管，將實驗裝置放置如步驟（2）進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)光屏不能得到清晰的像，需要將光屏靠近凸透鏡后才能得到清晰的像，請你給出一個合理的猜想：

凸透鏡對紫色光的偏折能力更強(qiáng)

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)凸透鏡焦點(diǎn)和焦距的定義進(jìn)行判斷．
（2）根據(jù)凸透鏡和光源的位置求出物距，根據(jù)物距和焦距的關(guān)系，進(jìn)行判斷凸透鏡成像情況．
（3）①用紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色的板上代替蠟燭作光源，光源不晃動，像比較穩(wěn)定．便于觀察像的清晰程度．
②光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，有小方格便于比較物像大小關(guān)系．
③無論使用哪一種光源，都要使光源、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，使像成在光屏的中央位置．
（4）紅色光和紫色光通過凸透鏡時，凸透鏡對紫色光的偏折能力更強(qiáng)一些，使像會聚在偏向凸透鏡的方向．

解答：解：（1）凸透鏡正對太陽光，太陽光平行于主光軸經(jīng)過凸透鏡，在凸透鏡的后面會聚成一個最小最亮的亮點(diǎn)，這個亮點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)．焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）①凸透鏡固定在光具座35cm刻度線上，小明將光源移至20cm刻度處時，物距u=35cm-20cm=15cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．
②凸透鏡固定在光具座35cm刻度線上，如果小明將光源移至29cm刻度時，物距u=35cm-29cm=6cm，u＜f，在凸透鏡的異側(cè)成正立、放大的虛像．所以他通過凸透鏡看到光源的正立、放大的虛像．
（3）A．二極管光源與燭焰相比，二極管光源不會晃動，光屏上所成的像比較穩(wěn)定，便于觀察像的清晰程度．說法正確．
B．光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，由于有小方格，便于比較像與物的大�。�說法正確．
C．實驗時，無論使用哪一種光源，光源、凸透鏡、光屏的中心都要在同一高度，使像成在光屏的中央．說法錯誤．
（4）紅色光和紫色光通過凸透鏡時，凸透鏡對紫色光的偏折能力更強(qiáng)一些，使像會聚在偏向凸透鏡的方向，所以要想在光屏上得到清晰的像，光屏要靠近凸透鏡．
故答案為：（1）亮點(diǎn)；10cm；（2）實；正立；（3）C；（4）凸透鏡對紫色光的偏折能力更強(qiáng)．

點(diǎn)評：不同的色光通過凸透鏡時，凸透鏡對不同的色光折射能力不同，所以才出現(xiàn)太陽光通過三棱鏡出現(xiàn)七色光譜，這是本題最后一空猜想的重要依據(jù)．